Расчет и проектирование ректификационной установки. Минимальное флегмовое число. Коэффициент избытка флегмы. Результаты расчетов рабочего флегмового числа, страница 12

м/с, а режим движения

 – турбулентный, где м²/с [25] – кинематический коэффициент вязкости этанола при t_см = 24 ºС.

Диаметр напорного трубопровода

.

По ГОСТ 8732-78 и 8734-75 выбираем трубу для напорного трубопровода диаметром 68×3,5 мм (внутренний диаметр d_н = 61 мм).

Скорость движения этанола на напорном участке трубопровода

м/с.

Режим движения метанола на напорном участке трубопровода от насоса до теплообменника

 – турбулентный.

Режим движения этанола на напорном участке трубопровода от теплообменника до ректификационной колонны

 – турбулентный, где м²/с [25] – кинематический коэффициент вязкости этанола при .

Скорость движения метанола в трубках теплообменного аппарата м/с, режим движения  – турбулентный.

Расчет сопротивлений на всасывающем участке трубопровода. При турбулентном режиме движения гидравлический коэффициент трения λ может зависеть и от числа Рейнольдса, и от шероховатости трубы.

Рассчитаем гидравлический коэффициент трения λ для гидравлически гладких труб по формуле Блазиуса

.

Проверим трубу на шероховатость, рассчитав толщину вязкого подслоя δ и сравнив ее с величиной абсолютной шероховатости стальной бесшовной новой трубы = 0,007 мм = 7×10^-6 м [15]

м.

Так как δ > Δ, значит труба – гидравлически гладкая и . На всех остальных участках трубопровода будем считать трубу также гидравлически гладкой. По формуле (41)

м.

Согласно схеме насосной установки (рис. 8) на всасывающей линии имеются следующие местные сопротивления: плавный поворот на 90° – ; вход в трубу –  [15, табл. 3.3]. Следовательно, , а по формуле (42)

м.

Суммарные потери напора на всасывающем участке трубопровода

 м.

Расчет сопротивлений на напорном участке трубопровода от насоса до теплообменника.

.

 м.

Согласно расчетной схемы (рис. 8) на напорном участке трубопровода от насоса до теплообменника имеется один вид местного сопротивления – плавный поворот с . Поэтому

м.

Суммарные потери напора на участке напорного трубопровода от насоса до теплообменника

м.

Расчет сопротивления теплообменника. Определим напор, теряемый в местных сопротивлениях теплообменника (рис. 9).

.

м.

Предварительно вычислим площади потока на различных участках.

Площадь поперечного сечения штуцера

 м².

Площадь сечения распределительной камеры одного хода

 м², где z – число ходов теплообменника, z = 2; D_вн – внутренний диаметр распределительной камеры (кожуха аппарата), м.

Площадь поперечного сечения 28-и труб одного хода теплообменника

 м².

Скорость и скоростные напоры в соответствующих сечениях:

 м/с;      м;

 м/с;

 м;

 м/с;

 м.

Коэффициенты местных сопротивлений [13]:

а) при входе потока через штуцер в распределительную камеру (внезапное расширение)

;

б) при выходе потока из распределительной камеры в первый ход (внезапное сужение)

;

в) при выходе потока из первого хода в распределительную камеру (внезапное расширение)

;

г) согласно схеме (см. рис. 2.9) имеем

,   ;

д) при выходе потока через штуцер (внезапное сужение)

.

Вычисляем потери напора в местных сопротивлениях:

а) при входе и выходе потока через штуцер

 м;

б) при входе потока в трубы

 м;

в) при выходе потока из труб

 м;

г) при повороте из одного хода в другой на  ( [15, табл. 3.3])

 м.

Суммарные потери напора в местных сопротивлениях теплообменника

Общие потери напора (по длине и в местных сопротивлениях теплообменника)

 м.

Расчет сопротивлений участка напорного трубопровода от теплообменника до колонны.

.

 м.

Участок напорного трубопровода от теплообменника до колонны (рис. 8) включает два плавных поворота трубопровода с .

Тогда сумма коэффициентов местных сопротивлений

, а

 м.

Общие потери напора на участке за теплообменником

 м.

Суммарные потери напора в насосной установке (сети)

 м.

Конструктивный расчет ректификационной колонны